EP3791461A1 - Elektromotor mit einer rotorwelle und einem ersten und zweiten lager - Google Patents

Elektromotor mit einer rotorwelle und einem ersten und zweiten lager

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EP3791461A1
EP3791461A1 EP19720368.0A EP19720368A EP3791461A1 EP 3791461 A1 EP3791461 A1 EP 3791461A1 EP 19720368 A EP19720368 A EP 19720368A EP 3791461 A1 EP3791461 A1 EP 3791461A1
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EP
European Patent Office
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rotor shaft
shaft part
bellows
bearing
electric motor
Prior art date
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EP19720368.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3791461B1 (de
EP3791461C0 (de
Inventor
Markus Wöppermann
Jens Schillinger
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SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP3791461A1 publication Critical patent/EP3791461A1/de
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Publication of EP3791461B1 publication Critical patent/EP3791461B1/de
Publication of EP3791461C0 publication Critical patent/EP3791461C0/de
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    • F16C35/07—Fixing them on the shaft or housing with interposition of an element
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    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls

Definitions

  • Electric motor with a rotor shaft and a first and second bearing
  • the invention relates to an electric motor with a rotor shaft and a first and second bearings.
  • the invention is therefore based on the object, in particular an electric motor
  • the rotor shaft has a first rotor shaft portion and a second rotor shaft portion, wherein the first rotor shaft portion is rotatably supported via the first bearing, wherein the second rotor shaft portion via the second bearing is rotatably mounted, wherein a bellows is connected at its first axial end portion with the first rotor shaft portion, in particular is welded, wherein the bellows is connected at its second axial end portion with the second rotor shaft portion, in particular welded connected.
  • the advantage here is that thermally induced axial directional changes in length are compensated by the bellows.
  • both bearings are executable as a fixed bearing and axially outside of the bearings devices can be arranged on both sides, which are sensitive to axial expansions.
  • an angle sensor can be arranged on the B side and can be protected from disturbing axial expansions by means of the fixed bearing.
  • the second rotor shaft part can be provided with a helical toothing, which meshes with toothing, in particular helical toothing, of a toothing part of a gearbox driven by the motor.
  • annular part is arranged between the first and second rotor shaft part, in particular wherein the first or second rotor shaft part has a circumferentially circumferential annular groove relative to the axis of rotation of the rotor shaft part, in which the ring part is at least partially received and / or in which the ring part at least partially protruding.
  • the bearings are axially spaced from the ring member and the bellows, which is also axially spaced from the ring member.
  • the bellows connects the two rotor shaft parts in the circumferential direction stiff, so that torque is transmitted.
  • the ring member is a sealing ring, in particular an O-ring, in particular made of rubber or a plastic, in particular polymer.
  • the axial area covered by the ring part is contained in the axial area covered by the second bearing.
  • the advantage here is that an increased stability of the rotor shaft can be achieved.
  • the bellows is arranged axially between the first and the second bearing, in particular wherein the bellows is arranged axially between the second rotor shaft part and the first bearing.
  • the advantage here is that a thermally induced axial
  • Rotor shaft part is supported and on the other hand on an end face of the second
  • Rotor shaft part is supported.
  • the advantage here is that a shaft centering is made possible in a simple manner by a displacement in the radial direction is made possible before the welded joint with the bellows.
  • the bellows touches the first rotor shaft part on a contact surface, which has a single axial position, in particular so in
  • the bellows touches the second rotor shaft part on a contact surface, which has a single axial position, in particular so in
  • the bellows is designed as a ring element, wherein the ring opening has a clear inner diameter which is larger than that
  • the first rotor shaft part is through the bellows
  • the advantage here is that the bellows rests against a step wall of the first rotor shaft part and is connected, wherein the first rotor shaft part protrudes into the second rotor shaft part and thus abuts axially spaced from the bellows via a ring member on the second rotor shaft part.
  • the contact surface on the second rotor shaft part is an end face of the second rotor shaft part.
  • End face is suitable for connection with the bellows.
  • the axial distance between the two connection areas, so contact surfaces, the bellows as low as possible durable and thus the most torsionally rigid bellows used.
  • the contact surface is arranged on the first rotor shaft part at a stage of the first rotor shaft part.
  • an active part is received by the first rotor shaft part, the bellows being arranged either axially between the active part arranged on the first rotor shaft part and the second bearing and / or the second rotor shaft part, or axially between the arranged on the second rotor shaft part active part and the first bearing and / or the first rotor shaft part, in particular wherein the active part is a short-circuit cage or a permanent magnet arrangement, in particular wherein the short-circuit cage is thermally conductively connected to the first
  • Rotor shaft part in particular wherein the heat transfer resistance between the short-circuit cage and the first rotor shaft portion is smaller in magnitude than the heat transfer resistance between the first rotor shaft part and the environment and / or the housing of the motor.
  • the advantage here is that the active part torque, which is generated by means of the operative connection with the stator, introduces into the first rotor shaft part.
  • the housing of the electric motor has a housing part, which is connected to a first and a second flange part, wherein the housing part is arranged between the first and second flange part, wherein the first bearing is received in the first housing part, wherein the second bearing received in the second housing part.
  • the electric motor has a gear, wherein the second rotor shaft part is provided with a helical toothing or is rotatably connected to a helical toothing part, wherein the helical toothing or the helical part with a toothing part of the transmission is engaged.
  • Position error gearbox output side are avoidable.
  • the bellows is made of a metal sheet.
  • the advantage here is that a simple production is possible.
  • a shaft seal is arranged on the side remote from the first rotor shaft part side of the second bearing, in particular wherein the shaft seal is received in the first flange, and / or wherein a sealing lip on the second rotor shaft part runs.
  • the advantage here is that no dirt penetrates to the connection area between the two rotor shaft parts.
  • FIG 1 is an oblique view of a truncated according to the invention
  • FIG. 2 shows a detail of FIG. 1 enlarged.
  • FIG. 3 shows another electric motor according to the invention, in which a bellows 6 is arranged at a different axial position, namely at the side of the active part 4 of the motor which is axially remote from the load to be driven by the motor.
  • FIG. 4 shows a detail of FIG. 3 enlarged.
  • the electric motor has a first flange part 1,
  • the flange 1 is designed as a bearing flange. In the flange 1 is a bearing. 2
  • the bearing 2 is designed as a fixed bearing, ie in particular not as a floating bearing.
  • an angle sensor not shown in the figures is arranged.
  • a sensor shaft of the angle sensor is hollow and in a center in the first
  • the sensor shaft has an outer cone-shaped region which bears against an inner cone-shaped region 13 of the first rotor shaft part 3.
  • a screw passed through the hollow shaft is screwed with its external thread into an internal thread 14 of the first rotor shaft part 3, wherein the screw head of the screw presses the sensor shaft against the first rotor shaft part 3.
  • the first flange part 1 is connected to a housing part 12, which is connected to a second flange part 11.
  • the housing part 12 is thus axially interposed between the two flange parts (1, 11).
  • a bearing 7 is also included, which is designed as a fixed bearing.
  • the second rotor shaft part 9 has a centrally arranged recess, in particular axially directed blind hole, wherein the first rotor shaft part 3 projects into the recess.
  • the first rotor shaft part 3 is indeed mounted on the first bearing 2, but also protrudes in the second bearing 7 in the axial direction, ie in the direction of the axis of rotation of
  • Rotor shaft part covered area inside.
  • the first rotor shaft part 3 is arranged projecting into a recess of the second rotor shaft part 9, wherein the second rotor shaft part 9 is mounted on the second bearing 7.
  • the rotor shaft of the electric motor is designed in two parts and carries the active part 5. Despite the division into two is thus a high stability even during storage achievable.
  • first rotor shaft part 3 is connected by means of a bellows 6 with the second rotor shaft part 9.
  • the bellows 6 is at its first axial end with the first rotor shaft part 3, in particular at a stage of the first rotor shaft part 3, applied and connected, in particular welded connected.
  • the contact surface of the bellows 6 toward the first rotor shaft part 3 has only one axial position.
  • the contact surface extends only in the radial direction and in the circumferential direction relative to the axis of rotation of the rotor shaft part. In this way, in the manufacture of the bellows in the radial direction and displaceable relative to the first rotor shaft part 3 can be centered.
  • the contact surface of the bellows 6 extends toward the second rotor shaft part 9 in the radial direction and in the circumferential direction. The contact surface of the bellows 6 to the second
  • Rotor shaft part 9 also has only a single axial position. In this way, when manufacturing the coupling, the bellows 6 can be displaced in the radial direction and thus can be centered relative to the first rotor shaft part 3.
  • the first rotor shaft part 3 is arranged with axial play in the recess of the second rotor shaft part 9.
  • the area covered by the sealing ring 10 in the axial direction is contained in the area covered by the bearing 7 of the second rotor shaft part 9 in the axial direction.
  • Axial between the two bearings 2 and 7 is an active part 5, in particular a one
  • Short-circuit cage or permanent magnets having part arranged.
  • the bellows 6 is preferably made of a metal sheet.
  • the folds of the bellows 6 can be compressed in the axial direction.
  • the bellows 6 is made as a rotational body and has a centrally disposed hole through which the first rotor shaft part 3 protrudes.
  • the stator housing 12 which functions as a housing part, surrounds the stator 5 of the
  • a shaft seal 8 is arranged, which is received by the second flange 1 part 1, in particular wherein the flange part 1 1 for this purpose has a bearing seat for the bearing 7.
  • the sealing lip of the shaft sealing ring 8 runs on the second rotor shaft part 9, which has a finely machined running surface for this purpose.
  • Rotor shaft part 3 no distortions in the detection of the angular position of the first Rotor shaft part through the arranged on the electric motor angle sensor. Because the angle sensor facing the bearing 2 of the first rotor shaft part 3 is designed as a fixed bearing.
  • Rotorwellenteils 9 provided as a fixed bearing.
  • a coupling is provided between the first rotor shaft part 3 and the sensor shaft, so that torque pressure introduced into the rotor shaft 3 and / or introduced lateral torque surges are kept away from the sensor shaft or transmitted to the sensor shaft only to a reduced extent.
  • the bellows 10 is arranged on the other side of the active part 4.
  • the second rotor shaft portion 39 is axially longer than in Figure 1 and takes the active part 4 on.
  • the first rotor shaft part 33 is executed.
  • the bearing 2 of the first rotor shaft part 33 is arranged at a smaller radial distance than the bearing 7 of the second rotor shaft part 39. B-side does not transmit any significant torque.
  • the sealing ring 10 is arranged in Figure 3 in the covered by the bearing 2 axial region.
  • the sensor shaft of the angle sensor is connected, in particular Schaubverbunden with the rotor shaft portion 33rd

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Abstract

Elektromotor mit einer Rotorwelle und einem ersten und zweiten Lager, wobei die Rotorwelle ein erstes Rotorwellenteil und ein zweites Rotorwellenteil aufweist, wobei das erste Rotorwellenteil über das erste Lager drehbar gelagert ist, wobei das zweite Rotorwellenteil über das zweite Lager drehbar gelagert ist, wobei ein Balg an seinem ersten axialen Endbereich mit dem ersten Rotorwellenteil verbunden ist, insbesondere schweißverbunden ist, wobei der Balg an seinem zweiten axialen Endbereich mit dem zweiten Rotorwellenteil verbunden ist, insbesondere schweißverbunden ist.

Description

Elektromotor mit einer Rotorwelle und einem ersten und zweiten Lager
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einer Rotorwelle und einem ersten und zweiten Lager.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor eine Rotorwelle aufweist.
Aus der DE 103 12 941 A1 ist ein Bausatz für eine Baureihe von Getriebemotoren bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor insbesondere
temperaturunempfindlich weiterzubilden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1
angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor mit einer Rotorwelle und einem ersten und zweiten Lager sind, dass die Rotorwelle ein erstes Rotorwellenteil und ein zweites Rotorwellenteil aufweist, wobei das erste Rotorwellenteil über das erste Lager drehbar gelagert ist, wobei das zweite Rotorwellenteil über das zweite Lager drehbar gelagert ist, wobei ein Balg an seinem ersten axialen Endbereich mit dem ersten Rotorwellenteil verbunden ist, insbesondere schweißverbunden ist, wobei der Balg an seinem zweiten axialen Endbereich mit dem zweiten Rotorwellenteil verbunden ist, insbesondere schweißverbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass thermisch bedingte axial gerichtete Längenänderungen vom Balg kompensierbar sind. Somit sind beide Lager als Festlager ausführbar und axial außerhalb der Lager sind beidseitig Vorrichtungen anordenbar, welche empfindlich sind gegen axiale Ausdehnungen. Insbesondere ist B-seitig ein Winkelsensor anordenbar und mittels des Festlagers vor störenden axialen Ausdehnungen schützbar. Ebenso ist A-seitig das zweite Rotorwellenteil mit einer Schrägverzahnung versehbar, welche im Eingriff steht mit einer Verzahnung, insbesondere Schrägverzahnung, eines Verzahnungsteils eines vom Motor angetriebenen Getriebes. Somit sind getriebeabtriebsseitige Positionsfehler, insbesondere Winkelpositionsfehler, vermeidbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen erstem und zweitem Rotorwellenteil ein Ringteil angeordnet, insbesondere wobei das erste oder zweite Rotorwellenteil eine bezogen auf die Drehachse des Rotorwellenteils in Umfangsrichtung umlaufende Ringnut aufweist, in welcher das Ringteil zumindest teilweise aufgenommen ist und/oder in welche das Ringteil zumindest teilweise hineinragt. Von Vorteil ist dabei, dass die beiden Rotorwellenteile mittels des Ringteils einen ersten Auflagepunkt aufweisen und der Balg einen vom Ringteil axial beabstandeten zweiten Auflagepunkt vorgibt. Zusätzlich ist jedes der Rotorwellenteile über ein jeweiliges Lager festgelegt, so dass weitere Auflagepunkte vorgegeben sind. Wichtig ist dabei, dass die Lager axial beabstandet sind vom Ringteil und vom Balg, der vom Ringteil ebenfalls axial beabstandet ist. Der Balg verbindet die beiden Rotorwellenteile in Umfangsrichtung steif, so dass Drehmoment übertragen wird. Mittels der genannten Elemente, also erstes Lager, zweites Lager, Ringteil und darüber hinaus auch Balg, ist die gesamte Rotorwelle stabil zusammengesetzt und als Ganzes über die beiden Lager gelagert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Ringteil ein Dichtring, insbesondere ein O-Ring, insbesondere aus Gummi oder einem Kunststoff, insbesondere Polymer. Von Vorteil ist dabei, dass eine axiale Verschiebbarkeit der beiden Rotorwellenteile zueinander ermöglicht ist und trotzdem ein Auflagepunkt definiert ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der vom Ringteil überdeckte axiale Bereich im vom zweiten Lager überdeckten axialen Bereich enthalten. Von Vorteil ist dabei, dass eine erhöhte Stabilität der Rotorwelle erreichbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Balg axial zwischen dem ersten und dem zweiten Lager angeordnet, insbesondere wobei der Balg axial zwischen dem zweiten Rotorwellenteil und dem ersten Lager angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine thermisch bedingte axiale
Längenveränderung vom Balg kompensierbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Balg einerseits an einer Stufe des ersten
Rotorwellenteils abgestützt und ist andererseits an einer Stirnfläche des zweiten
Rotorwellenteils abgestützt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine Wellenzentrierung in einfacher Weise ermöglicht ist, indem vor der Schweißverbindung mit dem Balg ein Verschieben in radialer Richtung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung berührt der Balg das erste Rotorwellenteil an einer Kontaktfläche, welche eine einzige axiale Position aufweist, insbesondere also sich in
Umfangsrichtung und in radialer Richtung erstreckt. Von Vorteil ist dabei, dass ein radiales Verschieben des ersten Rotorwellenteils vor Herstellen der Schweißverbindung mit dem Balg ausführbar ist und somit eine Zentrierung der Rotorwellenteile zueinander ausführbar und durch das nachfolgende Schweißverbinden festlegbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung berührt der Balg das zweite Rotorwellenteil an einer Kontaktfläche, welche eine einzige axiale Position aufweist, insbesondere also sich in
Umfangsrichtung und in radialer Richtung erstreckt, insbesondere so, dass der Balg bei der Herstellung des Motors vor dem Schweißverbinden des Balgs mit dem zweiten Rotorwellenteil radial verschiebbar angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein radiales Verschieben des zweiten Rotorwellenteils vor Herstellen der
Schweißverbindung mit dem Balg ausführbar ist und somit eine Zentrierung der
Rotorwellenteile zueinander ausführbar und durch das nachfolgende Schweißverbinden festlegbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Balg als Ringelement ausgeführt, wobei die Ringöffnung einen lichten Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der
Außendurchmesser des ersten Rotorwellenteils in dem vom Balg überdeckten axialen Bereich, insbesondere so, dass der Balg bei der Herstellung des Motors vor dem Schweißverbinden des Balgs mit dem ersten Rotorwellenteil radial verschiebbar angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das erste Rotorwellenteil durch den Balg durchführbar und in ein Sackloch des zweiten Rotorwellenteils einführbar ist. Auf diese Weise kompensiert der Balg bei axialer relativer Verschiebung der beiden Rotorwellenteile und ermöglicht trotzdem eine
Drehmomentdurchleitung des vom Aktivteil in Wirkverbindung mit dem Stator des
Elektromotors erzeugten Drehmoments.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Rotorwellenteil durch den Balg,
insbesondere durch die Ringöffnung des Balgs, durchgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass der Balg an einer Stufenwand des ersten Rotorwellenteils anliegt und verbunden ist, wobei das erste Rotorwellenteil in das zweite Rotorwellenteil hineinragt und somit axial beabstandet vom Balg über ein Ringteil am zweiten Rotorwellenteil anliegt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kontaktfläche am zweiten Rotorwellenteil eine Stirnfläche des zweiten Rotorwellenteils. Von Vorteil ist dabei, dass die axial äußerste
Stirnfläche verwendbar ist zur Verbindung mit dem Balg. Somit ist der axiale Abstand zwischen den beiden Verbindungsbereichen, also Kontaktflächen, des Balgs möglichst gering haltbar und somit ein möglichst drehsteifer Balg verwendbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kontaktfläche am ersten Rotorwellenteil an einer Stufe des ersten Rotorwellenteils angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass der Balg an der Stufenwand anschweißbar ist und somit vor dem Verschweißen die beiden Rotorwellenteile zueinander koaxial ausrichtbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Aktivteil vom ersten Rotorwellenteil aufgenommen, wobei der Balg entweder axial zwischen dem auf dem ersten Rotorwellenteil angeordneten Aktivteil und dem zweiten Lager und/oder dem zweiten Rotorwellenteil angeordnet ist, oder axial zwischen dem auf dem zweiten Rotorwellenteil angeordneten Aktivteil und dem ersten Lager und/oder dem ersten Rotorwellenteil angeordnet ist, insbesondere wobei das Aktivteil ein Kurzschlusskäfig oder eine Permanentmagnetanordnung ist, insbesondere wobei der Kurzschlusskäfig wärmeleitend verbunden ist mit dem ersten
Rotorwellenteil, insbesondere wobei der Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Kurzschlusskäfig und dem ersten Rotorwellenteil betragsmäßig kleiner ist als der Wärmeübergangswiderstand zwischen dem ersten Rotorwellenteil und zur Umgebung und/oder zum Gehäuse des Motors. Von Vorteil ist dabei, dass das Aktivteil Drehmoment, welches mittels der Wirkverbindung mit dem Stator erzeugt ist, in das erste Rotorwellenteil einleitet.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gehäuse des Elektromotors ein Gehäuseteil auf, das mit einem ersten und einem zweiten Flanschteil verbunden ist, wobei das Gehäuseteil zwischen dem ersten und zweiten Flanschteil angeordnet ist, wobei das erste Lager im ersten Gehäuseteil aufgenommen ist, wobei das zweite Lager im zweiten Gehäuseteil aufgenommen ist. Von Vorteil ist dabei, dass die beiden Flanschteile als Lagerflansche ausführbar sind und somit Lager aufnehmen, wobei die beiden Flanschteile mittels des Gehäuseteils voneinander axial beabstandet sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Elektromotor ein Getriebe auf, wobei das zweite Rotorwellenteil mit einer Schrägverzahnung versehen ist oder drehfest verbunden ist mit einem schrägverzahnten Verzahnungsteil, wobei die Schrägverzahnung oder das schrägverzahnten Teil mit einem Verzahnungsteil des Getriebes im Eingriff ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels des als Festlager ausgeführten zweiten Lagers die schrägverzahnten Teile optimal zueinander ausgerichtet sind und somit getriebeabtriebsseitige Positionsfehler vermeidbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass
Positionsfehler getriebeabtriebsseitig vermeidbar sind. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Balg aus einem Metallblech gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Wellendichtring auf der vom ersten Rotorwellenteil abgewandten Seite des zweiten Lagers angeordnet, insbesondere wobei der Wellendichtring im ersten Flanschteil aufgenommen ist, und/oder wobei eine Dichtlippe auf dem zweiten Rotorwellenteil läuft. Von Vorteil ist dabei, dass kein Schmutz eindringt zum Verbindungsbereich zwischen den beiden Rotorwellenteilen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen
Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist eine Schrägansicht auf einen erfindungsgemäßen angeschnittenen
Elektromotor dargestellt.
In der Figur 2 ist ein Ausschnitt aus Figur 1 vergrößert dargestellt.
In der Figur 3 ist ein anderer erfindungsgemäßer Elektromotor dargestellt, bei welchem ein Balg 6 an einer anderen axialen Position angeordnet ist, nämlich an der axial von der vom Motor anzutreibenden Last abgewandten Seite des Aktivteils 4 des Motors.
In der Figur 4 ist ein Ausschnitt aus Figur 3 vergrößert dargestellt.
Wie in den Figuren dargestellt, weist der Elektromotor ein erstes Flanschteil 1 auf,
insbesondere an seiner B-Seite, also an der von der anzutreibenden Last abgewandten Seite.
Das Flanschteil 1 ist als Lagerflansch ausgeführt. Im Flanschteil 1 ist ein Lager 2
aufgenommen, welches ein erstes Rotorwellenteil 3 lagert. Das Lager 2 ist als Festlager ausgeführt, insbesondere also nicht als Loslager. Somit sind thermisch bedingte
Längenänderungen nicht vom Lager 2 kompensierbar.
B-seitig ist ein in den Figuren nicht gezeigter Winkelsensor angeordnet. Dabei wird eine Sensorwelle des Winkelsensors hohl ausgeführt und in eine mittig in dem ersten
Rotorwellenteil 3 angeordnete Ausnehmung eingeführt. Dabei weist die Sensorwelle einen außenkonusförmigen Bereich auf, der an einem innenkonusförmigen Bereich 13 des ersten Rotorwellenteils 3 anliegt. Somit ist eine sehr einfache und präzise Wellenzentrierung ermöglicht. Eine durch die Hohlwelle durchgeführte Schraube wird mit ihrem Außengewinde in ein Innengewinde 14 des ersten Rotorwellenteils 3 eingeschraubt, wobei der Schraubenkopf der Schraube die Sensorwelle an das erste Rotorwellenteil 3 andrückt.
Das erste Flanschteil 1 ist mit einem Gehäuseteil 12 verbunden, das mit einem zweiten Flanschteil 11 verbunden ist. Das Gehäuseteil 12 ist also axial zwischengeordnet zwischen die beiden Flanschteile (1 , 11 ). Im zweiten Flanschteil 1 1 ist ebenfalls ein Lager 7 aufgenommen, das als Festlager ausgeführt ist.
Mittels des Lagers 7 ist ein zweites Rotorwellenteil 9 gelagert.
Das zweite Rotorwellenteil 9 weist eine mittig angeordnete Ausnehmung, insbesondere axial gerichtetes Sackloch, auf, wobei das erste Rotorwellenteil 3 in die Ausnehmung hineinragt.
Ein in einer Ringnut des ersten Rotorwellenteils 3 angeordneter Dichtring 10, insbesondere O- Ring, dichtet zum zweiten Rotorwellenteil 9 hin ab und bewirkt die wellenzentrische
Ausrichtung, also die koaxiale Ausrichtung, des ersten Rotorwellenteils 3 zum zweiten
Rotorwellenteil 9.
Das erste Rotorwellenteil 3 ist zwar über das erste Lager 2 gelagert, ragt aber auch in den vom zweiten Lager 7 in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse des
Rotorwellenteils, überdeckten Bereich hinein. Denn das erste Rotorwellenteil 3 ist in eine Ausnehmung des zweiten Rotorwellenteils 9 hineinragend angeordnet, wobei das zweite Rotorwellenteil 9 über das zweite Lager 7 gelagert ist. insgesamt ist also die Rotorwelle des Elektromotors zweiteilig ausgeführt und trägt den Aktivteil 5. Trotz der Zweiteilung ist also eine hohe Stabilität auch bei der Lagerung erreichbar.
Außerdem ist das erste Rotorwellenteil 3 mittels eines Balgs 6 mit dem zweiten Rotorwellenteil 9 verbunden.
Der Balg 6 ist an seinem ersten axialen Ende mit dem ersten Rotorwellenteil 3, insbesondere an einer Stufe des ersten Rotorwellenteils 3, angelegt und verbunden, insbesondere schweißverbunden.
An seinem anderen axialen Ende ist der Balg 6 an der Stirnseite des zweiten Rotorwellenteils 9 angelegt und verbunden, insbesondere schweißverbunden.
Die Kontaktfläche des Balg 6 zum ersten Rotorwellenteil 3 hin weist nur eine axiale Position auf. Somit erstreckt die Kontaktfläche sich nur in radialer Richtung und in Umfangsrichtung bezogen auf die Drehachse des Rotorwellenteils. Auf diese Weise ist bei Herstellung der Balg in radialer Richtung verschiebbar und somit relativ zum ersten Rotorwellenteil 3 zentrierbar.
Ebenso erstreckt sich die Kontaktfläche des Balgs 6 zum zweiten Rotorwellenteil 9 hin in radialer Richtung und in Umfangsrichtung. Die Kontaktfläche des Balgs 6 zum zweiten
Rotorwellenteil 9 hin weist ebenfalls nur eine einzige axiale Position auf. Auf diese Weise ist bei Herstellung der Kupplung der Balg 6 in radialer Richtung verschiebbar und somit relativ zum ersten Rotorwellenteil 3 zentrierbar.
Mittels des Balgs 6 sind thermisch bedingte axial gerichtete Längenveränderungen
kompensierbar. Hierzu ist das erste Rotorwellenteil 3 mit axialem Spiel in der Ausnehmung des zweiten Rotorwellenteils 9 angeordnet.
Der vom Dichtring 10 in axialer Richtung überdeckte Bereich ist im vom Lager 7 des zweiten Rotorwellenteils 9 in axialer Richtung überdeckten Bereich enthalten.
Axial zwischen den beiden Lagern 2 und 7 ist ein Aktivteil 5, insbesondere ein einen
Kurzschlusskäfig oder Permanentmagnete aufweisendes Teil, angeordnet.
Der Balg 6 ist vorzugsweise aus einem Blech gefertigt. Die Falten des Balgs 6 sind in axialer Richtung stauchbar. Vorzugsweise ist der Balg 6 als Rotationskörper gefertigt und weist ein mittig angeordnetes Loch auf, durch welches das erste Rotorwellenteil 3 hindurchragt.
Das Statorgehäuse 12, welches als ein Gehäuseteil fungiert, umgibt den Stator 5 des
Elektromotors radial.
Auf der vom Balg 6 abgewandten Seite des Lagers 7 ist ein Wellendichtring 8 angeordnet, der vom zweiten Flanschteil 1 1 aufgenommen ist, insbesondere wobei das Flanschteil 1 1 hierzu einen Lagersitz für das Lager 7 aufweist. Die Dichtlippe des Wellendichtrings 8 läuft auf dem zweiten Rotorwellenteil 9, welches hierzu eine fein bearbeitete Lauffläche aufweist.
Erfindungsgemäß bewirken thermisch bedingte Längenänderungen des ersten
Rotorwellenteils 3 keine Verfälschungen bei der Erfassung der Winkellage des ersten Rotorwellenteils durch den am Elektromotor angeordneten Winkelsensor. Denn das dem Winkelsensor zugewandte Lager 2 des ersten Rotorwellenteils 3 ist als Festlager ausgeführt.
Ebenso ist aber lastseitig ein Festlager vorgesehen. Hierzu ist das Lager des zweiten
Rotorwellenteils 9 als Festlager vorgesehen.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist eine Kupplung zwischen dem ersten Rotorwellenteil 3 und der Sensorwelle vorgesehen, so dass in die Rotorwelle 3 eingeleiteter Drehmomentruck und/oder eingeleitete Quermomentstöße von der Sensorwelle ferngehalten oder nur vermindert an die Sensorwelle weitergeleitet werden.
Wie in Figur 3 und 4 gezeigt, ist bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen der Balg 10 auf der anderen Seite des Aktivteils 4 angeordnet. Somit ist das zweite Rotorwellenteil 39 axial länger als in Figur 1 ausgeführt und nimmt das Aktivteil 4 auf.
Entsprechend kürzer ist das erste Rotorwellenteil 33 ausgeführt.
Wie auch bei Figur 1 ist bei Figur 3 das Lager 2 des ersten Rotorwellenteils 33 auf einem kleineren Radialabstand angeordnet als das Lager 7 des zweiten Rotorwellenteils 39. Denn B- Seitig ist kein wesentliches Drehmoment durchzuleiten.
Insbesondere wird also bei Figur 3 vom Aktivteil Drehmoment direkt in das zweite
rotorwellenteil 39 eingeleitet und A-seitig, also im Beriech des Lagers 7, herausgeleitet zur anzutreibenden Last.
Der Dichtring 10 ist bei Figur 3 in dem vom Lager 2 überdeckten axialen Bereich angeordnet.
B-seitig, also am ersten Rotorwellenteil 33, ist die Sensorwelle des Winkelsensors verbunden, insbesondere schaubverbunden mit dem Rotorwellenteil 33.
Da das Drehmoment A-seitig herausgeleitet wird, ist der Balg 6 nur gering belastet. Bezugszeichenliste
I erstes Flanschteil, B-seitiger Flansch 2 Lager, insbesondere Festlager
3 erstes Rotorwellenteil
4 Aktivteil, insbesondere Kurzschlusskäfig
5 Stator
6 Balg
7 Lager, insbesondere Festlager
8 Wellendichtring
9 zweites Rotorwellenteil
10 Dichtring, insbesondere O-Ring
I I zweites Flanschteil, A-seitiger Flansch 12 Statorgehäuse
13 innenkonusförmiger Bereich
14 Innengewinde
33 erstes Rotorwellenteil
39 zweites Rotorwellenteil

Claims

Patentansprüche:
1. Elektromotor mit einer Rotorwelle und einem ersten und zweiten Lager, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle ein erstes Rotorwellenteil und ein zweites Rotorwellenteil aufweist, wobei das erste Rotorwellenteil (3) über das erste Lager (2) drehbar gelagert ist, insbesondere wobei der in axialer Richtung vom ersten Rotorwellenteil (3) überdeckte Bereich mit dem vom zweiten Lager (7) in axialer Richtung überdeckten Bereich überlappt. wobei das zweite Rotorwellenteil (9) über das zweite Lager (7) drehbar gelagert ist, wobei ein Balg an seinem ersten axialen Endbereich mit dem ersten Rotorwellenteil verbunden ist, insbesondere schweißverbunden ist, wobei der Balg an seinem zweiten axialen Endbereich mit dem zweiten Rotorwellenteil verbunden ist, insbesondere schweißverbunden ist, insbesondere wobei das erste Rotorwellenteil (3) einstückig also einteilig, ausgeführt ist, insbesondere wobei das zweite Rotorwellenteil (3) einstückig also einteilig, ausgeführt ist.
2. Elektromotor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der in axialer Richtung vom ersten Rotorwellenteil (3) überdeckte Bereich mit dem von dem in axialer Richtung vom zweiten Rotorwellenteil (3) überdeckten Bereich überlappt, insbesondere wobei die axiale Richtung parallel zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist, insbesondere wobei das erste Rotorwellenteil (3) in eine Ausnehmung des zweiten
Rotorwellenteils (9) hineinragt und/oder eingesteckt ist.
3. Elektromotor nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen erstem und zweitem Rotorwellenteil ein Ringteil angeordnet ist, insbesondere wobei das erste oder zweite Rotorwellenteil eine bezogen auf die Drehachse des Rotorwellenteils in Umfangsrichtung umlaufende Ringnut aufweist, in welcher das Ringteil zumindest teilweise aufgenommen ist und/oder in welche das Ringteil zumindest teilweise hineinragt.
4. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Ringteil ein Dichtring, insbesondere ein O-Ring, ist, insbesondere aus Gummi oder einem Kunststoff, insbesondere Polymer, und/oder dass der vom Ringteil überdeckte axiale Bereich im vom ersten Lager oder vom zweiten Lager überdeckten axialen Bereich enthalten ist.
5. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Balg axial zwischen dem ersten und dem zweiten Lager angeordnet ist, insbesondere wobei der Balg axial zwischen einer Stufe des ersten Rotorwellenteils und dem zweiten Lager angeordnet ist oder wobei der Balg axial zwischen einer Stufe des zweiten Rotorwellenteils und dem ersten Lager angeordnet ist.
6. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Balg einerseits an einer Stufe des ersten Rotorwellenteils abgestützt ist und andererseits an einer Stirnfläche des zweiten Rotorwellenteils abgestützt ist oder dass der Balg einerseits an einer Stufe des zweiten Rotorwellenteils abgestützt ist und andererseits an einer Stirnfläche des ersten Rotorwellenteils abgestützt ist.
7. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Balg das erste Rotorwellenteil an einer Kontaktfläche berührt, welche eine einzige axiale Position aufweist, insbesondere also sich in Umfangsrichtung und in radialer Richtung erstreckt, und/oder dass der Balg das zweite Rotorwellenteil an einer Kontaktfläche berührt, welche eine einzige axiale Position aufweist, insbesondere also sich in Umfangsrichtung und in radialer Richtung erstreckt, insbesondere so, dass der Balg bei der Herstellung des Motors vor dem Schweißverbinden des Balgs mit dem zweiten Rotorwellenteil radial verschiebbar angeordnet ist.
8. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Balg als Ringteil ausgeführt ist, wobei die Ringöffnung einen lichten Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des ersten Rotorwellenteils in dem vom Balg überdeckten axialen Bereich, insbesondere so, dass der Balg bei der Herstellung des Motors vor dem Schweißverbinden des Balgs mit dem ersten Rotorwellenteil radial verschiebbar angeordnet ist.
9. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste oder zweite Rotorwellenteil durch den Balg, insbesondere durch die Ringöffnung des Balgs, durchgeführt ist.
10. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontaktfläche am zweiten Rotorwellenteil eine Stirnfläche des zweiten Rotorwellenteils ist oder dass die Kontaktfläche am ersten Rotorwellenteil eine Stirnfläche des ersten Rotorwellenteils ist.
1 1. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontaktfläche am ersten Rotorwellenteil an einer Stufe des ersten Rotorwellenteils angeordnet ist.
12. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
ein Aktivteil vom ersten Rotorwellenteil aufgenommen ist, wobei der Balg entweder axial zwischen dem auf dem ersten Rotorwellenteil angeordneten Aktivteil und dem zweiten Lager und/oder dem zweiten Rotorwellenteil angeordnet ist, oder axial zwischen dem auf dem zweiten Rotorwellenteil anqeordneten Aktivteil und dem ersten Lager und/oder dem ersten Rotorwellenteil anqeordnet ist, insbesondere wobei das Aktivteil ein Kurzschlusskäfig oder eine Permanentmagnetanordnung ist, insbesondere wobei der Kurzschlusskäfig wärmeleitend verbunden ist mit dem ersten
Rotorwellenteil, insbesondere wobei der Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Kurzschlusskäfig und dem ersten Rotorwellenteil betragsmäßig kleiner ist als der Wärmeübergangswiderstand zwischen dem ersten Rotorwellenteil und zur Umgebung und/oder zum Gehäuse des Motors.
13. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse des Elektromotors ein Gehäuseteil, insbesondere Statorgehäuse (12), aufweist, das mit einem ersten und einem zweiten Flanschteil verbunden ist, wobei das Gehäuseteil zwischen dem ersten und zweiten Flanschteil angeordnet ist und sowohl das erste als auch das zweite Flanschteil berührt, wobei das erste Lager im ersten Gehäuseteil aufgenommen ist, wobei das zweite Lager im zweiten Gehäuseteil aufgenommen ist, insbesondere wobei das erste Lager ein Wälzlager, insbesondere Kugellager, ist und wobei das zweite Lager ein Wälzlager, insbesondere Kugellager, ist.
14. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Balg aus einem Metallblech gefertigt ist.
15. Elektromotor nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Elektromotor ein Getriebe aufweist, wobei das zweite Rotorwellenteil mit einer
Schrägverzahnung versehen ist oder drehtest verbunden ist mit einem schrägverzahnten Verzahnungsteil, wobei die Schrägverzahnung oder das schrägverzahnten Teil mit einem Verzahnungsteil des Getriebes im Eingriff ist, und/oder dass ein Wellendichtring auf der vom ersten Rotorwellenteil abgewandten Seite des zweiten Lagers angeordnet ist, insbesondere wobei der Wellendichtring im ersten Flanschteil aufgenommen ist, und/oder wobei eine Dichtlippe auf dem zweiten Rotorwellenteil läuft.
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